Proses Penyediaan dan Inovasi Teknologi Serbuk Aluminium Oksida

Apabila ia berkaitan denganserbuk alumina, ramai orang mungkin berasa tidak biasa dengannya. Tetapi apabila melibatkan skrin telefon bimbit yang kita gunakan setiap hari, salutan seramik dalam gerabak kereta api berkelajuan tinggi, dan juga jubin penebat haba kapal angkasa, kehadiran serbuk putih ini amat diperlukan di sebalik produk berteknologi tinggi ini. Sebagai "bahan universal" dalam bidang perindustrian, proses penyediaan serbuk aluminium oksida telah mengalami perubahan yang menggemparkan sejak abad yang lalu. Penulis pernah bekerja di tempat tertentualuminaperusahaan pengeluaran selama bertahun-tahun dan menyaksikan dengan mata kepalanya sendiri lonjakan teknologi industri ini daripada "pembuatan keluli tradisional" kepada pembuatan pintar.

I. "Tiga Paksi" Ketukangan Tradisional

Dalam bengkel penyediaan alumina, pakar yang berpengalaman sering berkata, “Untuk terlibat dalam pengeluaran alumina, seseorang mesti menguasai tiga set kemahiran penting.” Ini merujuk kepada tiga teknik tradisional: proses Bayer, proses pensinteran dan proses gabungan. Proses Bayer adalah seperti merebus tulang dalam periuk tekanan, di mana alumina dalam bauksit larut dalam larutan alkali melalui suhu tinggi dan tekanan tinggi. Pada tahun 2018, ketika kami sedang menyahpepijat barisan pengeluaran baharu di Yunnan, disebabkan oleh sisihan kawalan tekanan sebanyak 0.5MPa, penghabluran keseluruhan bekas buburan gagal, mengakibatkan kerugian langsung lebih 200,000 yuan.

Kaedah pensinteran lebih seperti cara orang di utara membuat mi. Ia memerlukan bauksit dan batu kapur untuk "dicampur" secara berkadaran dan kemudian "dibakar" pada suhu tinggi dalam tanur berputar. Ingat bahawa Master Zhang di bengkel mempunyai kemahiran yang unik. Hanya dengan memerhatikan warna api, dia boleh menentukan suhu di dalam tanur dengan ralat tidak lebih daripada 10℃. "Kaedah tradisional" pengalaman terkumpul ini tidak digantikan oleh sistem pengimejan terma inframerah sehingga tahun lepas.

Kaedah gabungan menggabungkan ciri-ciri dua kaedah sebelumnya. Contohnya, apabila membuat periuk panas yin-yang, kedua-dua kaedah berasid dan alkali dijalankan secara serentak. Proses ini amat sesuai untuk memproses bijih gred rendah. Sebuah perusahaan tertentu di Wilayah Shanxi berjaya meningkatkan kadar penggunaan bijih tanpa lemak dengan nisbah aluminium-silikon sebanyak 2.5 sebanyak 40% dengan menambah baik kaedah gabungan.

II. Jalan Menuju PenerobosanInovasi Teknologi

Isu penggunaan tenaga dalam kraftangan tradisional sentiasa menjadi masalah dalam industri ini. Data industri dari tahun 2016 menunjukkan bahawa purata penggunaan elektrik setiap tan alumina ialah 1,350 kilowatt-jam, bersamaan dengan penggunaan elektrik isi rumah selama setengah tahun. "Teknologi pembubaran suhu rendah" yang dibangunkan oleh perusahaan tertentu, dengan menambah pemangkin khas, mengurangkan suhu tindak balas daripada 280℃ kepada 220℃. Ini sahaja menjimatkan 30% tenaga.

Peralatan katil bendalir yang saya lihat di sebuah kilang tertentu di Shandong telah mengubah persepsi saya sepenuhnya. "Gergas keluli" setinggi lima tingkat ini memastikan serbuk mineral berada dalam keadaan terampai melalui gas, mengurangkan masa tindak balas daripada 6 jam dalam proses tradisional kepada 40 minit. Lebih menakjubkan lagi ialah sistem kawalan pintarnya, yang boleh melaraskan parameter proses dalam masa nyata seperti doktor tradisional Cina yang mengambil nadi.

Dari segi pengeluaran hijau, industri ini sedang mengadakan pertunjukan hebat untuk "menukar sisa menjadi harta karun". Lumpur merah, yang dahulunya merupakan sisa buangan yang menyusahkan, kini boleh dijadikan gentian seramik dan bahan jalan raya. Tahun lepas, projek demonstrasi yang dilawati di Guangxi juga menghasilkan bahan binaan kalis api daripada lumpur merah, dan harga pasaran adalah 15% lebih tinggi daripada produk tradisional.

III. Kemungkinan Tidak Terhingga untuk Pembangunan Masa Depan

Penyediaan nano-alumina boleh dianggap sebagai "seni mikro-arca" dalam bidang bahan. Peralatan pengeringan superkritikal yang dilihat di makmal boleh mengawal pertumbuhan zarah pada peringkat molekul, dan serbuk nano yang dihasilkan adalah lebih halus daripada debunga. Bahan ini, apabila digunakan dalam pemisah bateri litium, boleh menggandakan hayat bateri.

Ketuhar Gelombang MikroTeknologi pensinteran mengingatkan saya pada ketuhar gelombang mikro di rumah. Perbezaannya ialah peranti gelombang mikro gred industri boleh memanaskan bahan hingga 1600℃ dalam masa 3 minit, dan penggunaan tenaganya hanya satu pertiga daripada relau elektrik tradisional. Lebih baik lagi, kaedah pemanasan ini dapat meningkatkan mikrostruktur bahan. Seramik alumina yang dibuat oleh perusahaan perindustrian ketenteraan tertentu dengannya mempunyai kekerasan yang setanding dengan berlian.

Perubahan paling ketara yang dibawa oleh transformasi pintar ialah skrin besar di bilik kawalan. Dua puluh tahun yang lalu, pekerja mahir bergerak di sekitar bilik peralatan dengan buku rekod. Kini, golongan muda boleh menyelesaikan keseluruhan pemantauan proses hanya dengan beberapa klik tetikus. Tetapi menariknya, jurutera proses paling kanan sebaliknya telah menjadi "guru" sistem AI, perlu mengubah pengalaman selama beberapa dekad menjadi logik algoritma.

Transformasi daripada bijih kepada alumina berketulenan tinggi bukan sahaja merupakan tafsiran tindak balas fizikal dan kimia tetapi juga penghabluran kebijaksanaan manusia. Apabila kilang pintar 5G bertemu dengan "pengalaman sentuhan tangan" tukang mahir, dan apabila nanoteknologi bergaul dengan relau tradisional, evolusi teknologi selama satu abad ini masih jauh daripada berakhir. Mungkin, seperti yang diramalkan oleh kertas putih industri terkini, generasi pengeluaran alumina akan datang akan bergerak ke arah "pembuatan peringkat atom". Walau bagaimanapun, tidak kira bagaimana teknologi itu melonjak, menyelesaikan keperluan praktikal dan mencipta nilai sebenar adalah koordinat abadi inovasi teknologi.